ES3019135T3 - Cyclone separator arrangement - Google Patents

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ES3019135T3
ES3019135T3 ES20922636T ES20922636T ES3019135T3 ES 3019135 T3 ES3019135 T3 ES 3019135T3 ES 20922636 T ES20922636 T ES 20922636T ES 20922636 T ES20922636 T ES 20922636T ES 3019135 T3 ES3019135 T3 ES 3019135T3
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duct
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ES20922636T
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Robert Maduta
Peter Sturm
Linus Perander
Theodor Beisheim
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Metso Metals Oy
Original Assignee
Metso Metals Oy
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/022—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow
    • F23J15/027—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow using cyclone separators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005—Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B01J8/0055—Separating solid material from the gas/liquid stream using cyclones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/02—Construction of inlets by which the vortex flow is generated, e.g. tangential admission, the fluid flow being forced to follow a downward path by spirally wound bulkheads, or with slightly downwardly-directed tangential admission
    • B04C5/04—Tangential inlets
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    • B04C5/08—Vortex chamber constructions
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Abstract

Un sistema de separador ciclónico (100) comprende un aparato anterior (1) con una salida (2) y un separador ciclónico (3) con una entrada (4). El sistema (100) comprende además un conducto de cruce (5) conectado a la salida (2) y a la entrada (4) para suministrar un flujo de gas con partículas del aparato anterior (1) al separador ciclónico (3). El aparato anterior (1) tiene un diámetro interior horizontal (D) y un canal de flujo (6) con una sección transversal de altura (H) y anchura (d), siendo dicha anchura (d) relativa al diámetro interior (D) de manera que 0,15 x D < d < 0,6 x D. La anchura (d) es la dimensión del canal de flujo (6) en un plano horizontal que cruza el centro de gravedad (CF) de un área de paso del canal de flujo (6) en la salida (2) del aparato anterior. El diámetro interior (D) es la anchura del aparato anterior (1) en un plano horizontal que cruza el centro de gravedad (CP) de un área de flujo pasante del aparato anterior (1) y es paralelo a la anchura (d) del canal de flujo (6). El canal de flujo (6) está dispuesto asimétricamente en una sección transversal horizontal del aparato anterior (1). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Disposición de separador ciclónico
ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR
La invención se refiere a una disposición de separador ciclónico, que comprende un dispositivo anterior que tiene una salida y un separador ciclónico que tiene una entrada.
Los separadores ciclónicos son utilizados ampliamente para separar o eliminar partículas del flujo de gas generado, por ejemplo, en un reactor, una caldera, un horno o un Venturi. No obstante, todavía existe la necesidad de mejorar la eficiencia de los separadores ciclónicos. Una disposición de separador ciclónico común está descrita en el documento de Patente US5203284A.
BREVE DESCRIPCIÓN
Visto desde un primer aspecto, se puede dar a conocer una disposición de separador ciclónico, que comprende:
- un dispositivo anterior que tiene una salida, y
- un separador ciclónico que tiene una entrada, comprendiendo el dispositivo, además:
- un conducto de cruce conectado a la salida y a la entrada para suministrar un flujo de gas que comprende partículas desde el dispositivo anterior hasta el separador ciclónico, en el que:
- el conducto de cruce crea un canal de flujo desde la salida hasta la entrada,
- la sección transversal horizontal del dispositivo anterior tiene una forma redonda que tiene un diámetro interior horizontal, y en el que:
- la anchura d es una dimensión del canal de flujo en un plano horizontal que cruza el centro de gravedad de un área de flujo pasante del canal de flujo en la salida del dispositivo anterior, en el que:
- el diámetro interior D es una anchura del dispositivo anterior en un plano horizontal que cruza el centro de gravedad de un área de flujo pasante del dispositivo anterior y que es paralelo a la anchura d del canal de flujo, y que
- el canal de flujo está dispuesto asimétricamente en una sección transversal horizontal del dispositivo anterior, caracterizado por que el canal de flujo tiene una sección transversal que tiene una altura y una anchura, siendo dicha anchura con respecto al diámetro interior de tal manera que 0,15xD < d < 0,6xD, por que el conducto de cruce está dispuesto en el dispositivo anterior redondo de modo que una pared distal del conducto de cruce esté dirigida tangencialmente con respecto al dispositivo anterior, y por que una relación de la altura H del conducto de cruce respecto a la anchura del mismo es H/d < 3,75 en la salida.
De este modo, se puede conseguir una disposición de separador ciclónico que proporciona una eficiencia mejorada.
La disposición está caracterizada por lo que se expone en la reivindicación independiente. Algunas otras realizaciones están caracterizadas por lo que se expone en las otras reivindicaciones. También se dan a conocer realizaciones de la invención en la memoria descriptiva y en los dibujos de esta solicitud de patente. El contenido inventivo de la solicitud de patente también se puede definir de otras maneras distintas a las definidas en las reivindicaciones siguientes. El contenido inventivo también puede estar formado por varias invenciones separadas, especialmente si la invención se examina a la luz de subtareas expresadas o implícitas, o a la vista de los beneficios o grupos de beneficios obtenidos. Algunas de las definiciones contenidas en las reivindicaciones siguientes pueden ser entonces innecesarias a la vista de las ideas inventivas separadas. Las características de las diferentes realizaciones de la invención pueden, dentro del alcance de la idea inventiva básica, ser aplicadas a otras realizaciones.
La sección transversal horizontal del dispositivo anterior tiene una forma redonda, y el conducto de cruce está dispuesto respecto del dispositivo anterior redondo de modo que una pared distal del conducto de cruce esté dirigida tangencialmente con respecto al dispositivo anterior. Una ventaja es que la eficiencia de separación del separador ciclónico puede ser mejorada guiando/empujando partículas hacia la pared exterior de dicho separador de guía, ya en la salida del dispositivo anterior.
En una realización, la sección transversal horizontal del dispositivo anterior tiene una forma redonda, y la pared distal tiene un desplazamiento con respecto al dispositivo anterior, siendo el desplazamiento no mayor de 0,1 x D desde un plano tangencial del dispositivo anterior. Una ventaja es que la eficiencia de separación del separador ciclónico puede ser mejorada guiando/empujando partículas hacia la pared exterior de dicho separador de guía, ya en la salida del dispositivo anterior.
No forma parte de la invención que una forma de sección transversal del dispositivo anterior es poligonal, por ejemplo rectangular o cuadrada, y que el conducto de cruce está dispuesto en un borde vertical del dispositivo anterior de modo que una pared distal del conducto de cruce esté unida a dicho borde vertical. Una ventaja es que la eficiencia de separación del separador ciclónico puede ser mejorada guiando/empujando partículas hacia la pared exterior de dicho separador de guía, ya en la salida del dispositivo anterior.
No forma parte de la invención que una forma de sección transversal del dispositivo anterior es poligonal, por ejemplo, rectangular o cuadrada, y que una pared distal del conducto de cruce tiene un desplazamiento con respecto a un borde vertical del dispositivo anterior, siendo el desplazamiento no mayor de 0,1 x D desde dicho borde vertical. Una ventaja es que la eficiencia de separación del separador ciclónico puede ser mejorada guiando/empujando partículas hacia la pared exterior de dicho separador guía, ya en la salida del dispositivo anterior.
No forma parte de la invención que una forma de sección transversal del dispositivo anterior es poligonal, por ejemplo, rectangular o cuadrada, y que la pared distal del conducto de cruce es perpendicular a una pared de salida del dispositivo anterior que comprende la salida. Una ventaja es que es muy fácil de construir.
Una relación de la altura H del conducto de cruce con su anchura d es H/d < 3,75 en la salida. Una ventaja es que la sección del flujo pasante del conducto tiene una forma relativamente estrecha, guiando de este modo las partículas fuera de la salida de gas del ciclón.
En una realización, el área de la sección transversal del conducto de cruce disminuye hacia la entrada. Una ventaja es que la velocidad del flujo de gas en el conducto de cruce puede ser acelerada.
En una realización, la anchura del conducto de cruce disminuye hacia la entrada. Una ventaja es que las partículas son guiadas más lejos de la salida de gas en el separador ciclónico. El ángulo que conduce a una anchura reducida empuja las partículas más hacia la pared exterior del ciclón, donde puede tener lugar la separación de gas-sólido.
En una realización, la anchura del conducto de cruce disminuye hacia la entrada, de modo que una pared proximal del conducto de cruce esté dispuesta formando un primer ángulo a con respecto a una pared distal del mismo, donde el primer ángulo a < 40°. Una ventaja es que las partículas son guiadas más lejos de la salida de gas en el separador ciclónico. El ángulo que conduce a una anchura reducida empuja las partículas más hacia la pared exterior del ciclón, donde puede tener lugar la separación de gas-sólido.
En una realización, un abombamiento está dispuesto en el canal de flujo para limitar el área de la sección transversal del canal de flujo. Una ventaja es que la eficiencia de separación del separador ciclónico puede ser mejorada.
En una realización, la altura h del abombamiento con respecto a la anchura d del canal de flujo se selecciona como: h/d < 0,3. Una ventaja es que el área de flujo pasante no está ocupada en gran medida por el abombamiento, por lo que las pérdidas de presión no aumentan significativamente.
En una realización, la longitud l del abombamiento 11 con respecto a la altura h del mismo se selecciona como: l/h < 4. Una ventaja es que queda suficiente espacio hasta que se alcanza la entrada del separador ciclónico, lo que permite que el flujo se expanda hacia atrás, lo que reduce las pérdidas de presión mientras que las partículas no se expanden fácilmente hacia atrás debido a su inercia.
En una realización, el dispositivo anterior es un dispositivo de Venturi que tiene una sección transversal redonda, comprendiendo el dispositivo de Venturi una disposición de canal de alimentación para alimentar material en el dispositivo de Venturi, en el que la disposición de canal de alimentación comprende uno o varios canales de alimentación dispuestos, vistos desde arriba, formando un segundo ángulo p con respecto a la dirección de la pared distal del conducto de cruce, en el que dicho segundo ángulo p se selecciona en el intervalo de 90° ± 70°. Una ventaja es que la eficiencia de separación del separador ciclónico conectado al dispositivo de Venturi puede ser mejorada.
En una realización, la disposición de canal de alimentación del dispositivo de Venturi comprende solo un canal de alimentación. Una ventaja es que la disposición de canal de alimentación tiene una estructura simple y ligera.
En una realización, la disposición de canal de alimentación comprende, como mínimo, dos canales de alimentación. Una ventaja es que esto puede proporcionar más flexibilidad al diseño de una planta y, si es necesario, se puede favorecer la alimentación de dos o más materiales a mezclar en el dispositivo anterior. En una realización, la disposición del canal de alimentación está dispuesta en el mismo lado, con respecto a una línea central del dispositivo de Venturi, que el conducto de cruce. Una ventaja es que se mejora la mezcla en el dispositivo de Venturi y también se puede mejorar la eficiencia de separación del separador ciclónico conectado al dispositivo de Venturi, especialmente cuando el flujo de gas tiene una alta velocidad media, lo que significa que la velocidad media es > 5 m/s en el canal de alimentación, preferentemente > 6 m/s, incluso más preferentemente > 7 m/s.
En una realización, la disposición del canal de alimentación está dispuesta en el lado, con respecto a una línea central del dispositivo de Venturi, opuesto al conducto de cruce. Una ventaja es que se mejora la mezcla en el dispositivo de Venturi y también se puede mejorar la eficiencia de separación del separador ciclónico conectado al dispositivo de Venturi, especialmente cuando el flujo de gas tiene una baja velocidad media, lo que significa que la velocidad media es < 5 m/s en el canal de alimentación, preferentemente < 4 m/s.
En una realización, el dispositivo de Venturi tiene una parte superior expandida, y la salida está dispuesta en dicha parte superior expandida. Una ventaja es que el dispositivo de Venturi mejora la mezcla debido a la expansión y a la turbulencia/recirculación resultante.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Algunas realizaciones que muestran la presente invención se describen con más detalle en los dibujos adjuntos, en los que
la figura 1a es una vista superior esquemática de una disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial,
la figura 1b es una vista lateral esquemática de la disposición mostrada en la figura 1a, en sección transversal parcial,
la figura 2 es una vista superior esquemática de otra disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial,
la figura 3 es una vista superior esquemática de una tercera disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial,
la figura 4 es una vista superior esquemática de una cuarta disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial,
la figura 5a, que no forma parte de la invención, es una vista superior esquemática de una quinta disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial,
la figura 5b, que no forma parte de la invención, es una vista lateral esquemática de la disposición mostrada en la figura 5a, en sección transversal parcial,
la figura 6, que no forma parte de la invención, es una vista superior esquemática de una sexta disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial,
la figura 7a es una vista superior esquemática de una séptima disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial,
la figura 7b es una vista lateral esquemática de la disposición mostrada en la figura 7a, en sección transversal parcial,
la figura 8a es una vista superior esquemática de una octava disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial,
la figura 8b es una vista lateral esquemática de la disposición mostrada en la figura 8a, en sección transversal parcial,
la figura 9a es una vista superior esquemática de una novena disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial,
la figura 9b es una vista lateral esquemática de la disposición mostrada en la figura 9a, en sección transversal parcial,
la figura 10a es una vista superior esquemática de una décima disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial,
la figura 10b es una vista lateral esquemática de la disposición mostrada en la figura 10a, en sección transversal parcial,
la figura 11 es una vista superior esquemática de una undécima disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial,
la figura 12 es una vista superior esquemática de una duodécima disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial,
la figura 13a muestra principios para definir ciertas dimensiones de un canal de flujo, y
la figura 13b muestra principios para definir ciertas dimensiones de un dispositivo anterior.
En las figuras, algunas realizaciones se muestran simplificadas para mayor claridad. Las partes similares están marcadas con los mismos números de referencia en las figuras.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
Lafigura 1aes una vista superior esquemática de una disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial, y lafigura 1bes una vista lateral esquemática de la disposición mostrada en la figura 1a, en sección transversal parcial.
La disposición de separador ciclónico 100 comprende un dispositivo anterior 1 que tiene una salida 2, un separador ciclónico 3 que tiene una entrada 4, y un conducto de cruce 5 conectado a la salida 2 y a la entrada 4. De acuerdo con un aspecto, el dispositivo anterior 1 es un reactor, una caldera, un horno o un Venturi. El dispositivo anterior 1 tiene un diámetro interior D horizontal.
El conducto de cruce 5 crea un canal de flujo 6 desde la salida 2 del dispositivo anterior 1 hasta la entrada 4 del separador ciclónico 3, y suministra un flujo de gas que comprende partículas desde el dispositivo anterior 1 hasta el separador ciclónico 3.
El canal de flujo 6 está dispuesto asimétricamente en una sección transversal horizontal del dispositivo anterior 1.
El canal de flujo 6 tiene una sección transversal que tiene una altura H y una anchura d en la salida 2 del dispositivo anterior 1. La anchura d del canal de flujo 6 está relacionada con el diámetro interior D del dispositivo anterior 1, de tal manera que 0,15 x D < d < 0,6 x D, preferentemente 0,175 x D < d < 0,6 x D, incluso más preferentemente 0,2 x D < d < 0,6 x D.
Cuanto más ancho sea el canal de flujo 6 en su entrada, es decir, en la salida 2 del dispositivo anterior (un valor más alto antes de < d), menores serán las pérdidas de presión. No obstante, el canal de flujo 6 en su entrada no debe ser demasiado ancho, puesto que, en ese caso, las partículas no son lanzadas hacia la pared opuesta del conducto y no se mejora la eficiencia de separación del dispositivo ciclónico 1.
La anchura d del canal de flujo 6 es una dimensión del canal de flujo 6 en un plano horizontal que cruza el centro de gravedad CF de un área de flujo pasante del canal de flujo 6 en la salida 2 del dispositivo anterior. El diámetro interior D es una dimensión del dispositivo anterior 1 en un plano horizontal que cruza el centro de gravedad CP de un área de flujo pasante del dispositivo anterior 1, y que es paralelo a la anchura d del canal de flujo 6. En una realización, dicho plano horizontal está situado en algún lugar entre las paredes superior e inferior del conducto de cruce 5.
Lasfiguras 13a y 13bmuestran principios generales para definir valores de d y D.
En una realización, una relación de la altura H del conducto de cruce 5 con la anchura d del mismo es H/d < 3,75 en la salida 2, tal como 1 < H/d < 3,75. Por lo tanto, el canal de flujo 6 tiene una forma relativamente estrecha, guiando las partículas lejos de la salida de gas del dispositivo ciclónico. No obstante, el canal de flujo 6 no es demasiado estrecho, permitiendo de este modo que las partículas en la salida 2 del dispositivo anterior sean dirigidas hacia la pared del conducto.
En una realización, la sección transversal horizontal del dispositivo anterior 1 tiene una forma redonda. En una realización, tal como se muestra en la figura 1a, el conducto de cruce 5 está dispuesto con respecto al dispositivo anterior 1 redondo de modo que una pared distal 7 del conducto de cruce 5 esté dirigida tangencialmente con respecto al dispositivo anterior 1.
Lafigura 2es una vista superior esquemática de otra disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial.
En una realización de una disposición en la que el dispositivo anterior 1 tiene una forma redonda, la pared distal 7 tiene un desplazamiento b con respecto al dispositivo anterior 1. En una realización, el desplazamiento b no es mayor que 0,1 x D desde un plano tangencial T del dispositivo anterior 1.
Lafigura 3es una vista superior esquemática de una tercera disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial.
En una realización, el área de la sección transversal del conducto de cruce 5 disminuye hacia la entrada 4. En una realización, la anchura d disminuye hacia la entrada 4. En una realización, tal como se muestra en la figura 3, una pared proximal 10 del conducto de cruce 5 está dispuesta formando un primer ángulo a con respecto a una pared distal 7 del mismo, en la que el primer ángulo a < 40°. En otra realización, el primer ángulo a < 35°.
Lafigura 4es una vista superior esquemática de una cuarta disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial.
En una realización, la disposición 100 comprende un abombamiento 11 dispuesto en el canal de flujo 6. El abombamiento 11 limita el área de la sección transversal del canal de flujo 6. En una realización, el abombamiento 11 está unido al conducto de cruce 5, por ejemplo, mediante soldadura. En otra realización, el abombamiento 11 es una parte integral del conducto de cruce 5, es decir, está adaptado al material del conducto de cruce 5.
En una realización, el abombamiento 11 está dispuesto en la pared proximal 10 del conducto de cruce 5. En una realización, la relación entre la altura h del abombamiento 11 y la anchura d del canal de flujo 6 es h/d < 0,3, preferentemente h/d < 0,25.
En una realización, la relación entre la longitud l y la altura h del abombamiento 11 es l/h < 4, preferentemente l/h < 3.
Lafigura 5aes una vista superior esquemática de una quinta disposición de separador ciclónico en sección transversal parcial, y lafigura 5bes una vista lateral esquemática de la disposición mostrada en la figura 5a, en sección transversal parcial.
La forma de la sección transversal del dispositivo anterior 1 es poligonal, tal como un rectángulo.
tal como se muestra en la figura 5a, la forma de la sección transversal del dispositivo anterior 1 es cuadrada. El conducto de cruce 5 está dispuesto en un borde vertical 8 del dispositivo anterior 1 de modo que una pared distal 7 del conducto de cruce 5 esté unida a dicho borde vertical 8.
La pared distal 7 del conducto de cruce 5 es perpendicular a una pared de salida 9 del dispositivo anterior que comprende la salida 2. No obstante, en otra realización, existe un ángulo diferente de 90° entre dicha pared exterior 9 y el conducto de cruce 5.
Lafigura 6es una vista superior esquemática de una sexta disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial. En una realización de una disposición en la que el dispositivo anterior 1 tiene una forma poligonal, la pared distal 7 del conducto de cruce 5 tiene un desplazamiento b con respecto a un borde vertical 8 del dispositivo anterior 1. En una realización, dicho desplazamiento b no es mayor de 0,1 x D desde dicho borde vertical 8.
Lafigura 7aes una vista superior esquemática de una séptima disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial, y lafigura 7bes una vista lateral esquemática de la disposición mostrada en la figura 7a, en sección transversal parcial.
En una realización, el dispositivo anterior 1 es un dispositivo de Venturi. El dispositivo de Venturi 1 tiene una sección transversal redonda, y comprende una disposición de canal de alimentación 12 que está dispuesta para alimentar material en el dispositivo de Venturi. Desde la perspectiva de la dinámica de fluidos, la sección transversal redonda del dispositivo de Venturi 1 puede ser preferente. No obstante, en otras realizaciones, la sección transversal del dispositivo de Venturi 1 puede tener otra forma, tal como una forma ovalada o poligonal.
En una realización, el dispositivo de Venturi 1 tiene una parte superior expandida 14, y la salida 2 está dispuesta en dicha parte superior expandida. En una realización, la parte superior expandida 14 está dispuesta simétricamente con respecto a la estructura general del dispositivo de Venturi. Algunas realizaciones que tienen una parte superior simétrica se muestran en las figuras 7a - 8b.
En una realización, la disposición del canal de alimentación 12 del dispositivo de Venturi comprende un canal de alimentación 13 que está dispuesto, visto desde arriba, formando un segundo ángulo p con respecto a la dirección de la pared distal 7 del conducto de cruce 5. En una realización, el segundo ángulo p es de 90°. En una realización, el segundo ángulo p se selecciona en el intervalo de 90° ± 70°.
En una realización, tal como se muestra en la figura 7a, la disposición del canal de alimentación 12 está dispuesta en el lado, con respecto a una línea central C del dispositivo de Venturi, opuesto al conducto de cruce 5.
Lafigura 8aes una vista superior esquemática de una octava disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial, y lafigura 8bes una vista lateral esquemática de la disposición mostrada en la figura 8a, en sección transversal parcial.
En una realización, tal como se muestra en la figura 8a, la disposición del canal de alimentación 12 está dispuesta en el mismo lado, con respecto a una línea central C del dispositivo de Venturi, que el conducto de cruce 5. También en esta realización, el segundo ángulo p se selecciona en el intervalo de 90° ± 70°.
Lafigura 9aes una vista superior esquemática de una novena disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial; lafigura 9bes una vista superior esquemática de la disposición mostrada en la figura 9a, en sección transversal parcial.
En una realización, el dispositivo de Venturi 1 tiene una parte superior expandida 14 que está dispuesta asimétricamente con respecto a la estructura general del dispositivo de Venturi. Algunas realizaciones que tienen una parte superior asimétrica se muestran en las figuras 9a - 12. La salida 2 está dispuesta en dicha parte superior expandida.
En una realización que comprende un dispositivo de Venturi 1 asimétrico, la disposición de canal de alimentación 12 está dispuesta en el lado, con respecto a una línea central C del dispositivo de Venturi, opuesto al conducto de cruce 5, tal como se muestra en lasfiguras 9a, 9b. En otra realización, la disposición de canal de alimentación 12 está dispuesta en el mismo lado, con respecto a una línea central C del dispositivo de Venturi, que el conducto de cruce 5, tal como se muestra en lasfiguras 10a, 10b. La línea central C es la línea central de la parte superior.
Lafigura 11es una vista superior esquemática de una undécima disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial, y lafigura 12es una vista superior esquemática de una duodécima disposición de separador ciclónico, en sección transversal parcial.
En una realización, la disposición de canal de alimentación 12 comprende, como mínimo, dos canales de alimentación 13. En las realizaciones mostradas en las figuras 11 y 12 están dispuestos tres canales de alimentación en la disposición. El número de los canales de alimentación 13 puede ser incluso mayor de tres. En una realización, los canales de alimentación 13 de la disposición de canales de alimentación 12 del dispositivo de Venturi están dispuestos formando un segundo ángulo p con respecto a la dirección de la pared distal 7 del conducto de cruce 5, seleccionándose el segundo ángulo p en un intervalo de 90° ± 70°. Lafigura 13amuestra principios para definir los valores de d y H de un canal de flujo, y lafigura 13bmuestra principios para definir el valor de D de un dispositivo anterior. Dicha definición se basa en el concepto de centro de gravedad. El centro de gravedad Cf del canal de flujo 6 y del dispositivo anterior 1 puede ser calculado mediante un elemento por partes simplificado, para obtener el centro de gravedad de una zona bidimensional de la siguiente manera:
Ecuación 1
Una vez determinado el centro de gravedad CF del canal de flujo 6, se define una línea que corta dicho centro CF y es paralela a la altura del dispositivo anterior 1. Esta línea representa la altura H del canal de flujo 6. A continuación, se define otra línea que corta dicho centro CF, pero es ortogonal a la altura H del dispositivo anterior 1. Esta otra línea representa la anchura d del canal de flujo 6.
Cuando se define el valor de D del dispositivo anterior 1, se determina el centro de gravedad CP del área de flujo pasante del componente anterior 1. Esta determinación puede tener lugar tal como se describe en la ecuación 1 anterior. A continuación, se define una línea que corta dicho centro CP y es paralela a la d definida anteriormente. Esta línea definida representa el diámetro interior D del componente anterior 1.
La invención no está limitada solamente a las realizaciones descritas anteriormente, sino que, por el contrario, son posibles muchas variaciones dentro del alcance del concepto inventivo definido por las reivindicaciones siguientes. Dentro del alcance del concepto inventivo, los atributos de diferentes realizaciones y aplicaciones pueden ser utilizados junto con, o sustituir, los atributos de otra realización o aplicación.
Los dibujos y la descripción relacionada solo pretenden mostrar la idea de la invención. La invención puede variar en detalle dentro del alcance de la idea inventiva definida en las reivindicaciones siguientes.
SÍMBOLOS DE REFERENCIA
1 dispositivo anterior
2 salida
3 separador ciclónico
4 entrada
5 conducto de cruce
6 canal de flujo
7 pared distal
8 borde vertical
9 pared de salida
10 pared proximal
11 abombamiento
12 disposición del canal de alimentación
13 canal de alimentación
14 parte superior expandida
a primer ángulo
p segundo ángulo
b desplazamiento
C línea central
CF centro de gravedad del canal de flujo
CP centro de gravedad del dispositivo anterior
D diámetro interior
d anchura
H altura
h altura del abombamiento
T plano tangencial

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Disposición de separador ciclónico (100), que comprende:
- un dispositivo anterior (1) que tiene una salida (2), y
- un separador ciclónico (3) que tiene una entrada (4), comprendiendo además la disposición (100)
- un conducto de cruce (5) conectado a la salida (2) y a la entrada (4) para suministrar un flujo de gas que comprende partículas, desde el dispositivo anterior (1) hasta el separador ciclónico (3), en el que
- el conducto de cruce (5) crea un canal de flujo (6) desde la salida (2) hasta la entrada (4),
- la sección transversal horizontal del dispositivo anterior (1) tiene una forma redonda que tiene un diámetro interior horizontal (D), y en el que
- la anchura (d) es una dimensión del canal de flujo (6) en un plano horizontal que cruza el centro de gravedad (CF) de un área de flujo pasante del canal de flujo (6) en la salida (2) del dispositivo anterior, en el que
- el diámetro interior (D) es una anchura del dispositivo anterior (1) en un plano horizontal que cruza el centro de gravedad (CP) de un área de flujo pasante del dispositivo anterior (1) y es paralelo a la anchura (d) del canal de flujo (6), y
en el que
- el canal de flujo (6) está dispuesto asimétricamente en una sección transversal horizontal del dispositivo anterior (1),caracterizado por que
- el canal de flujo (6) tiene una sección transversal que tiene una altura (H) y una anchura (d), estando relacionada dicha anchura (d) con el diámetro interior (D) de tal manera que 0,15 x D < d < 0,6 x D,por que- el conducto de cruce (5) está dispuesto con respecto al dispositivo anterior (1) redondo de modo que una pared distal (7) del conducto de cruce (5) esté dirigida tangencialmente respecto al dispositivo anterior (1), ypor que
- una relación de la altura (H) del conducto de cruce (5) con respecto a la anchura (d) del mismo es H/d < 3,75 en la salida (2).
2. Disposición, según la reivindicación 1, en la que el área de la sección transversal del conducto de cruce (5) disminuye hacia la entrada (4).
3. Disposición, según la reivindicación 2, en la que la anchura (d) del conducto de cruce (5) disminuye hacia la entrada (4).
4. Disposición, según la reivindicación 3, en la que una pared proximal (10) del conducto de cruce (5) está dispuesta formando un primer ángulo (a) con respecto a una pared distal (7) del mismo, siendo el primer ángulo a < 40°.
5. Disposición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que está dispuesto un abombamiento (11) en el canal de flujo (6) para limitar el área de la sección transversal del canal de flujo (6).
6. Disposición, según la reivindicación 5, en la que la altura (h) del abombamiento (11) con respecto a la anchura (d) del canal de flujo (6) se selecciona como: h/d < 0,3.
7. Disposición, según la reivindicación 6, en la que la longitud (l) del abombamiento (11) con respecto a la altura (h) del mismo se selecciona como: l/h < 4.
8. Disposición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el dispositivo anterior (1) es uno de los siguientes: un reactor, una caldera, un horno, un Venturi.
9. Disposición, según la reivindicación 8, en la que el dispositivo anterior (1) es un dispositivo de Venturi que tiene una sección transversal redonda, comprendiendo el dispositivo de Venturi:
- una disposición de canal de alimentación (12) para alimentar material en el dispositivo de Venturi, en la que - la disposición de canal de alimentación (12) comprende uno o varios canales de alimentación (13) dispuestos, vistos desde arriba, formando un segundo ángulo (p) con respecto a la dirección de la pared distal (7) del conducto de cruce (5), en la que dicho segundo ángulo (p) se selecciona en el intervalo de 90° ± 70°.
10. Disposición, según la reivindicación 9, en la que la disposición de canal de alimentación (12) comprende solamente un canal de alimentación (13).
11. Disposición, según la reivindicación 10, en la que la disposición de canal de alimentación (12) comprende como mínimo dos canales de alimentación (13).
12. Disposición, según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en la que la disposición de canal de alimentación (12) está dispuesta en el mismo lado, con respecto a una línea central (C) del dispositivo de Venturi, que el conducto de cruce (5).
13. Disposición, según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en la que la disposición de canal de alimentación (12) está dispuesta en el lado, con respecto a una línea central (C) del dispositivo de Venturi, opuesto al conducto de cruce (5).
14. Disposición, según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, en la que el dispositivo de Venturi tiene una parte superior expandida, y la salida (2) está dispuesta en dicha parte superior expandida.
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